海泡石對硼的吸附.docVIP

研究课题名称：海泡石吸附硼的影响因素研究 学科类别：化学、环境科学 作者姓名：叶陶然 年级：高二9 指导教师： 课题摘要 硼污染的治理因其成本较高、工艺复杂而没有在工业上得到广泛应用。因此寻找简单廉价的治理方法成为了推广硼的治理的重要途径。硼在海泡石上的吸附符合以下规律：在pH＝2－11的范围内，平衡吸附量随着pH增大而增大。温度范围在20℃-55℃时，海泡石对硼的平衡吸附量随温度的升高而减小。在pH=8, 吸附温度为30℃时，原海泡石对硼的最大吸附量为31.7mg/g。所以，我们可以通过在治理过程中控制其温度与pH值达到简化流程降低成本的目的。 关键词::反渗透法、生物法、吸附法、沉淀法、离子交换法和电絮凝法等。反渗透法设备昂贵、运行不够稳定、除硼效果需提高[1]。电絮凝法耗电量大、效果不好。絮凝法效果不好[3]。共沉淀法有大量的沉淀污泥,出水硼的浓度较高[3]。目前普遍采用的方法是吸附法（包括离子交换法）， 吸附法的核心问题是吸附剂要有良好的性能，如吸附量大、吸附速度快、再生效果好和再生次数多、价格低。虽然有些络合吸附树脂有较大的吸附量和再生率，但是它的制取有许多缺点，如成本高、污染大、麻烦。再生成本也高。我国开发的吸附硼的树脂R564吸附量低[4]。硼在许多氧化物及矿物上的吸附已有许多研究[5-7]，国内对海泡石吸附硼研究很少，国外对此研究也不多[8]。 第二章 课题研究的主要原理 2.1 海泡石吸附硼的基本原理 海泡石是一种含水的镁硅酸盐矿物，其结构通式可表示为Ｍｇ３Ｓｉ１２Ｏ３０（ＯＨ）４（ＯＨ２）４·８Ｈ２Ｏ，它具层键状结构，呈纤维状结晶习性。海泡石的 2.2 硼含量分析的基本原理 采用甲亚胺-H酸光度法[9]。由于硼酸与H-酸和水杨醛的反应物能发生络合反应，方 程式如下： 在415nmmax 下，该络合物的吸光度与一定范围内硼的浓度成线性关系。甲亚胺-H酸分光光度法测定时间缩短,硼标准曲线的相关系数可达0.999以上,离子干扰较少,最大显色体系硼的质量浓度范围由1.6μg/ml提升至4μg/ml，显色的最佳pH值在5-6,操作宜快速,以防吸光度下降。显色剂即配即用,防止氧化,影响吸光度。 第三章 课题研究的主要方法和过程 实验部分 3.1.1主要试剂和材料 海泡石(取自湖南湘潭某矿)；硼酸（分析纯）；乙酸(分析纯)；乙二胺四乙酸二钠（分析纯）；抗坏血酸（分析纯）；H酸-钠盐（化学纯）；水杨醛（化学纯）；醋酸铵（分析纯）；甘氨酸（分析纯）；氢氧化钠（分析纯）。 BSZ-2型自动双重纯水蒸馏器；Spectrum－lab24可见分光光度计；MA110电子天平；ZBY 149-83电热恒温鼓风干燥箱；马弗炉；SHZ-82恒温振蘯器；JB-2型恒温磁力搅拌器；TDL-5台式离心机；聚乙烯瓶； 硼的分析方法 （1）试剂配制: 显色剂： H酸溶液:在室温下溶解0.5g 8-氨基-1-萘酚-3,6-磺酸氢钠(又称H酸钠盐),置于50ml水中,加入1g抗坏血酸,搅拌至溶解,溶液pH值为2.5。水杨醛溶液:在100ml乙醇中加入0.2ml水杨醛。pH值为6.4醋酸铵－EDTA二钠盐缓冲液。显色液:1体积的H酸溶液和1体积的水杨醛溶液与3体积的缓冲液混合,此溶液pH值为5-6。显色剂转入聚乙烯瓶。 硼标准贮备液: 含硼量为0.1mg/ml溶液储存于聚乙烯瓶。 （2）标准曲线 含硼量为0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4μg/ml的标准系列溶液各取5mL置于塑料胶管中。在每支塑料胶管中分别加入显色液5mL。立即加塞混匀,置于暗处放置30分钟后,置于光度计上波长415nm处,用1cm比色皿,以双蒸水为参比液测定吸光度,绘制硼质量浓度-吸光度标准曲线。 （3）样品分析 吸取5ml待测液和5mL显色剂.立即加塞混匀,然后按标准曲线绘制的测定步骤以空白试剂参比测定吸光度。从标准曲线上查出或按回归方程算出硼的微克数。当样品浓度过高时,按一定比例稀释至含硼量4μg/ml以下直接测定。 改性海泡石的制备 (1).酸洗：取一定量的原海泡石先用双蒸水浸洗48小时,将海泡石洗至中性，离心分离,干燥，粉碎至200目。分别加入0.75M、1.5M、3M、6M的盐酸溶液,固液比为1：5,在常温下搅拌,酸洗15小时，反复离心，水洗,洗至中性,干燥，粉碎至200目，得酸洗改性海泡石。 吸附实验 在塑料瓶中加入含硼浓度为100mg/L的50ml硼溶液和0.5g的改性和未改性的海泡石样品,在pH=8,吸附温度为30℃,摇速10